¿Qué sucede si se mezclan dos líquidos de diferentes densidades?

Lo que ocurra dependerá de si los dos líquidos son miscibles o inmiscibles.

Ignorando la emulsificación, los líquidos inmiscibles formarán dos capas separadas, con la capa superior que comprende el líquido menos denso.

Los líquidos miscibles, cuando se mezclan, formarán una solución. La densidad de esa solución se puede calcular mediante la ecuación;

⍴ = {(V1 * ⍴1) + (V2 * ⍴2)} / (V1 + V2)

Dónde;-

⍴ = densidad de la solución final (en g / cc)

V1 = volumen del primer líquido (en cc)

⍴1 = densidad del primer líquido (en g / cc)

V2 = volumen del segundo líquido (en cc)

⍴2 = densidad del segundo líquido (en g / cc)

En el ejemplo dado en la pregunta, la densidad de un líquido es cuatro veces mayor que la del otro líquido. Por lo tanto, usando los términos dados anteriormente, las densidades de los dos líquidos son, ⍴1 y 4 * ⍴1. La ecuación para calcular la densidad de una solución formada al mezclar volúmenes iguales de estos líquidos (Caso I de OP) se convierte en:

⍴ = {(V1 * ⍴1) + (V1 * 4 * ⍴1)} / (V1 + V1)

o;-

⍴ = (5 * V1 * ⍴1) / (2 * V1)

Simplificando aún más;

⍴ = 2.5 * ⍴1

Entonces, cuando los volúmenes de los dos líquidos miscibles son iguales, y la densidad del segundo líquido es cuatro veces mayor que la del primero, la densidad de la solución mixta final es 2.5 veces la densidad del líquido menos denso.

En el Caso II, donde los volúmenes de cada líquido son diferentes, y la densidad del segundo líquido es cuatro veces mayor que la del primero, la ecuación para la densidad de la solución final se vuelve:

⍴ = {(V1 * ⍴1) + (V2 * 4 * ⍴1)} / (V1 + V2)

Simplificando;

⍴ = {⍴1 * (V1 + V2 * 4)} / (V1 + V2)

Parece que nadie aquí ha hecho el experimento.

El primer día de mi clase de biología en la escuela secundaria, la maestra presentó un volumen medido de agua y otro de alcohol. Los vertió en un matraz de medición más grande. El volumen total de la mezcla fue mucho menor que la suma de los volúmenes originales.

Nos retó a explicarlo. ¿Evaporación? No, si fuera tan rápido, deberíamos haberlo visto antes de que se mezclaran. ¿Reacción química? No, no en este caso.

El líquido más denso generalmente tiene moléculas más pequeñas. En cualquier caso, las moléculas de los dos líquidos no son del mismo tamaño. Imagina un cubo medio lleno de pelotas de baloncesto y un cubo del mismo tamaño medio lleno de pelotas de ping-pong. Vierte las pelotas de ping-pong en la canasta de baloncesto. Al principio, el nivel no aumenta, porque las pelotas de ping-pong entran en los espacios entre las pelotas de baloncesto. Cuando todas las bolas se han mezclado, no llenan completamente el recipiente.

Sin conocer el tamaño y la forma de las moléculas de ambos líquidos, no hay suficiente información para responder la pregunta. Pero el volumen de la mezcla siempre es menor que la suma de los volúmenes (suponiendo que no haya reacción), por lo que la densidad de la mezcla siempre es mayor de lo esperado (a menos que los líquidos sean idénticos).

Parece que hay 3 posibilidades;

1. Si los líquidos son inmiscibles y no se agitan, o solo se agitan suavemente, se separarán en 2 capas, con el líquido menos denso flotando sobre el líquido más denso. Habrá una pequeña cantidad de disolución en la interfaz, pero esto alcanzará rápidamente el equilibrio, con concentraciones muy pequeñas de cada líquido disuelto en el otro.

2. Si los líquidos vuelven a ser inmiscibles, pero se agitan muy vigorosamente, puede obtener una emulsión, donde se mantienen pequeñas gotas de la fase más pequeña, suspendidas en el otro líquido de la fase a granel. Los ejemplos incluyen leche, mayonesa y mantequilla. Algunos son naturalmente estables, mientras que otros necesitan un emulsionante para mantener las gotas dispersas y en suspensión.

3. Los líquidos son miscibles y se disuelven completamente entre sí. Ahora, si hay un volumen, V (1), de líquido 1, con una densidad de d (1), mezclado con líquido 2, de volumen, V (2) y densidad, d (2), parece que la siguiente fórmula debería dar D, la densidad de la mezcla;

D = {d (1) V (1) + d (2) V (2)} / {V (1) + V (2)}

El problema con esta fórmula es que supone que el volumen total,

V (T) = V (1) + V (2), pero este podría no ser el caso. V (T) podría ser más pequeño o más grande que V (1) + V (2), y no sé de qué manera puedo calcular qué es. Entonces, la única forma de averiguarlo es medirlo, experimentalmente.

Una botella de vidrio transparente de aceite y vinagre para ensalada le responderá su pregunta.

o

Experimente con aceite y agua (o vinagre en caso de que tenga hambre más adelante). Vea si puede validar la presentación muy buena del Sr. Walker.

Que te diviertas.

Eso depende de si son miscibles o inmiscibles. El aceite y el agua son inmiscibles, por lo que forman dos capas separadas. El agua salada y el agua dulce son miscibles y, aunque pueden formar dos capas, el límite entre ellas mezcla agua dulce y salada hasta que los dos líquidos completos tengan la misma cantidad de sal. Además, algunos líquidos pueden formar un sólido entre ellos (así es como se forma el nylon)

Depende de si los líquidos son miscibles o no. Si no es miscible, entonces el más pesado (uno con más densidad) se asentará y si son miscibles, obtendrá una nueva mezcla líquida de densidad variable, ya que no hay dos líquidos perfectamente miscibles, excepto en el caso ideal (donde habrá un nueva densidad común en cada parte de la mezcla).

La mezcla de dos líquidos no implica necesariamente ningún resultado particular.

Si uno mezcla agua y tetracloruro de carbono, o agua y mercurio, formarán dos capas diferentes. El mismo efecto con agua y aceite, forma una capa de aceite en la superficie del agua, que mata a los insectos que salen a la superficie en busca de aire.

Pero si mezcla dos cantidades de agua, y se mezclan sin compresión, entonces debe sumar los volúmenes y los pesos.

Entonces, si mezclas volúmenes iguales, obtienes cinco kilogramos en dos litros, o una densidad de 2.5.

Si mezclas pesos iguales, de 1 kg, obtienes 1 litro + 0.25 litros con 1 kg y 1 kg, o 2 kg / 1.25 L, lo que hace una densidad de 1.6 kg / L.

El más claro formará una capa sobre el más pesado.

Eso depende directamente de lo genial que sea tu barman